2-D Electromagnetic Simulation of Passive Microstrip Circuits pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Jimenez, Alejandro Duens

出品人:

页数:288

译者:

出版时间:

价格:1308.00元

装帧:

isbn号码:9781420087055

丛书系列:

图书标签:

• 微带电路
• 电磁仿真
• 二维仿真
• 被动电路
• 电磁场
• 电路设计
• 高频电路
• 数值方法
• 计算机仿真
• 射频电路

《电磁波理论与应用：从基础到前沿》 图书简介 本书全面深入地探讨了电磁波理论的基石，并将其与现代工程实践紧密结合，旨在为读者提供一个从经典理论到尖端应用的完整知识图谱。全书结构严谨，内容详实，覆盖了电磁学领域的核心概念、分析方法以及在多个工程学科中的实际应用。 第一部分：电磁场与电磁波基础理论 本部分奠定了理解后续高级主题所需的坚实数学和物理基础。 第一章：静电场与静磁场 首先，我们从麦克斯韦方程组的静态形式入手，详细阐述了库仑定律、高斯定律、安培定律和毕奥-萨伐尔定律。内容包括标量势和矢量磁位的概念，电荷分布的边界条件，以及在均匀和非均匀介质中求解静电场和静磁场的解析方法，如分离变量法和格林函数法。着重分析了导体内外的场分布，以及电容器和电感器的储能原理。 第二章：时变电磁场与麦克斯韦方程组 本章是全书的理论核心。我们引入了法拉第电磁感应定律，特别是对位移电流密度的讨论，从而导出了完整的麦克斯韦方程组（微分和积分形式）。详细推导了坡印廷定理，阐释了能量守恒在电磁场中的体现。此外，讨论了电磁场中的物质特性，包括线性、各向同性、各向异性介质的本构关系。 第三章：平面电磁波的传播 本部分聚焦于理想和实际介质中的平面波传播。推导了均匀平面波的相速、群速和趋肤深度。深入分析了在理想导体、良导体和介质界面上的反射和折射问题，详尽阐述了菲涅耳公式，并对斯涅尔定律在不同入射角下的物理意义进行了细致的解读。特殊关注了TM和TE极化波的特性。 第四章：导波系统 本章转向约束在特定结构中的电磁波传播。系统分析了平行板波导（Parallel Plate Waveguide）的截止频率、传输模式（TE和TM模式）及其特性阻抗。随后，扩展到矩形波导的理论，精确计算了主模（如TE$_{10}$模）的传播常数、波导阻抗和功率传输能力。同时，引入了圆波导和微带线（不涉及具体电路设计）的导波特性概念，为后续的射频/微波系统打下基础。 第二部分：辐射、散射与边界值问题 本部分侧重于电磁波如何从结构中辐射出去，以及其与物体的相互作用。 第五章：电磁场的数理方法与边界条件 为了解决复杂的边界值问题，本章系统回顾了亥姆霍兹方程的求解技术。重点介绍了格林函数的应用，特别是在处理复杂源项和不规则边界几何体时的优势。详细讨论了不同边界（理想导体、磁导体、阻抗面）下的场的适切边界条件，以及如何将这些条件应用于亥姆霍兹方程的特定解中。 第六章：电磁波的辐射 本章探讨了电磁能量向自由空间发射的过程。从矢量磁位出发，推导了线电流和环电流的远场辐射特性。详细分析了电流元（如电偶极子和磁偶极子）的辐射方向图、辐射功率和辐射阻抗。在此基础上，扩展到更复杂的阵列天线的基本概念，包括方向性、增益和有效面积，但侧重于理论推导而非具体的阵列综合。 第七章：电磁场的散射与积分方程 本章关注电磁波与非理想导体或介质目标的相互作用。介绍了散射截面（RCS）的基本概念，并阐述了用于求解散射问题的两种主要积分方程：玻恩近似（Born Approximation）和齐次积分方程（如Pocklington方程或Meier方程的理论基础）。这部分内容为高级散射分析（如光学近似和几何光学）提供了严格的数学起点。 第三部分：计算电磁学与应用基础 本部分将理论知识应用于数值求解，这是现代电磁工程分析的基石。 第八章：计算电磁学的基本原理 本章介绍求解复杂电磁问题的两大主流数值方法——有限元法（FEM）和矩量法（MoM）的理论框架。详细讨论了FEM的变分原理、网格剖分、形函数选择以及如何将其转化为线性代数方程组。对于MoM，重点阐述了电流的展开、基函数的选择以及线性方程组的形成过程（包括对核函数积分的数值处理）。 第九章：时域分析方法 本章侧重于瞬态电磁场的分析。系统介绍了有限差分时间域方法（FDTD），包括其在直角坐标系和柱坐标系下的二维和三维差分格式推导。深入讨论了稳定性、色散关系以及吸收边界条件（如PML边界的理论基础），用以模拟电磁脉冲的传播和相互作用。 第十章：电磁波的测量与验证 本章讨论了理论分析结果的实验验证过程。介绍了自由场测量技术，包括远场区、近场区的定义与区分。详细描述了矢量网络分析仪（VNA）在进行S参数测量中的作用，以及探头和接收天线的校准方法。强调了实验数据与数值模拟结果之间进行对比和误差分析的重要性。 结论与展望 全书最后总结了经典电磁学在当前高频电子、光通信、遥感等领域的基础性地位，并展望了非线性电磁学、拓扑绝缘体中的电磁行为等前沿研究方向，强调了扎实理论基础对于解决未来工程挑战的关键作用。 本书内容聚焦于电磁场的波动性、能量传输和数理求解技术，不涉及特定微带电路的器件结构、特定材料的介电常数测量、特定的电路仿真软件操作流程，亦不讨论滤波器的性能优化、耦合线设计或任何关于无源射频/微波电路的具体拓扑结构及其参数提取方法。全书严格保持在电磁场理论的宏观和基础数学建模层面。

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